KR100820570B1

KR100820570B1 - 다 탐촉자 홀더를 구비한 다 탐상장치

Info

Publication number: KR100820570B1
Application number: KR1020060138292A
Authority: KR
Inventors: 장희준; 유승우; 경수호; 박현근; 이협우
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2008-04-07

Abstract

본 발명은 대형 축계류(대형 화력/원자력 로터 및 산업용으로 사용되는 단조 샤프트류)의 초음파 탐상 검사를 효율적으로 수행하기 위한 다 탐촉자 홀더 (multi-probe holder) 및 이를 구비한 다 탐상장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수 개의 탐촉자를 부착하여 초음파 탐상 검사를 수행함으로써 검사 시간을 단축시킬 수 있고, 또한 탐촉자의 접촉력 향상으로 인한 초음파 탐상 검사의 신뢰성을 높일 수 있는 다 탐촉자 홀더 및 이를 구비한 다 탐상장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 다 탐촉자 홀더는, 내부에 탐촉자를 수용하고, 서로 연결되어 있으며, 서로 다른 탐상각을 가지는 복수 개의 탐촉자 홀더를 포함하며, 피탐상체에 접촉하는 상기 각각의 탐촉자 홀더의 하면은, K₁은 상기 하면의 경사각도, C₁은 상기 탐촉자 홀더에서의 음속, K₂는 상기 각각의 탐촉자 홀더의 탐상각도, C₂는 상기 피탐상체에서의 음속이라고 할 때, sin(K₁)/C₁ = sin(K₂)/C₂ 를 만족시키도록 경사져 있는 것을 특징으로 한다.

탐촉자, 탐촉자 홀더, 탐상장치, 사각 탐상

Description

다 탐촉자 홀더를 구비한 다 탐상장치 {multi-scan apparatus having multi-probe holder}

도 1은 1개의 탐촉자를 사용하여 수동으로 수직 탐상을 수행하는 종래의 방식을 나타낸다.

도 2는 1개의 탐촉자를 사용하여 수동으로 사각 탐상을 수행하는 종래의 방식을 나타낸다.

도 3은 본 발명에 따른 다 탐촉자 홀더를 나타낸다.

도 4는 본 발명에 따른 탐촉자 홀더의 상부홀더를 나타낸다.

도 5는 본 발명에 따른 탐촉자 홀더의 하부홀더를 나타낸다.

도 6은 도 3의 다 탐촉자 홀더를 구비한 다 탐상장치를 나타낸다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1...탐촉자 홀더, 11...상부홀더,

12...하부홀더, 121...탐촉자 홀더의 하면,

122...탐촉자 홀더의 저면, P...탐촉자,

S...피탐상체.

일반적으로 초음파 탐상은 검사자가 탐촉자를 손으로 잡고 제품에 직접 스케닝하는 방식으로 초음파 탐상을 수행하고 있다. 중요 축계류의 경우에는 제품을 회전 롤(turning roll) 위에 설치한 후, 제품을 적정 회전수로 회전시키면서 검사자가 수직(0°) 및 사각(7°, 14°, 21°, 28°, 45° 등) 각도로 1개 제품에 수동으로 대략 5~6회 이상 탐상을 수행하고 있는 실정이다.

도 1 및 도 2에는 상술한 방식으로 제품에 초음파 탐상을 실시하는 모습이 도시되어 있다.

도 1에는 1개의 탐촉자(P)를 사용하여 수동으로 수직 탐상을 수행하는 모습이 도시되어 있다. 검사자가 탐촉자(P)를 손으로 잡고 제품(S)에 수직 방향(a)으로 탐상을 수행하고 있다.

도 2에는 1개의 탐촉자(P)를 사용하여 수동으로 사각 탐상을 수행하는 모습 이 도시되어 있다. 사각 탐상은 수직 탐상 탐촉자(1)에 다양한 각도의 웨지(w)를 부착하여 탐촉자(P)를 손으로 잡고 다양한 각도의 사각 방향(a')으로 탐상을 수행한다.

그러나 이러한 탐상 방식은 1개의 탐촉자를 사용하여 검사자가 제품에 여러 번의 탐상을 수행하고 있으므로, 검사 시간이 과다하게 소요되고 이로 인하여 많은 손실이 발생하고 있었다. 또한, 검사자가 유사한 검사를 지속적으로 수행하게 되므로 검사자에게 피로가 증대되고, 특히 여러 각도의 사각 탐상 중 탐촉자의 접촉불량으로 인하여 초음파를 원하는 지향각으로 정확하게 입사시키는 것이 난해하여 결함이 검출되지 못하는 에러가 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 한번에 복수 개의 탐촉자를 장착하여 초음파 탐상 검사를 수행함으로써 검사 시간을 단축할 수 있는 다 탐촉자 홀더 및 이를 이용한 다 탐상장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 탐촉자의 접촉불량을 해결하여 검사의 신뢰성을 제고시킬 수 있는 다 탐촉자 홀더 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 다 탐촉자 홀더는, 내부에 탐촉자를 수용하고, 서로 연결되어 있으며, 서로 다른 탐상각을 가지는 복수 개의 탐촉자 홀더를 포함하며, 피탐상체에 접촉하는 상기 각각의 탐촉자 홀더의 하면은, K₁은 상기 하면의 경사각도, C₁은 상기 탐촉자 홀더에서의 음속, K₂는 상기 각각의 탐촉자 홀더의 탐상각도, C₂는 상기 피탐상체에서의 음속이라고 할 때, sin(K₁)/C₁ = sin(K₂)/C₂ 를 만족시키도록 경사져 있는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 탐촉자 홀더는 상부홀더와 하부홀더로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상부홀더의 상부에는 탄성부재가 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탐촉자 홀더는 아크릴 소재로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 축계류를 초음파 탐상하는 탐상장치는, 지지단; 상기 지지단에 상하로 회전가능하게, 일단부가 상기 지지단에 연결되어 있는 회전바; 상기 회전바의 타단부에 연결된 고정프레임; 및 상기 고정프레임에 연결부재를 통하여 양단이 연결된, 제1항에 따른 다 탐촉자 홀더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결부재에 장착되어 있고, 피탐상체에 접촉하는 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 다 탐촉자 홀더는 내부에 탐촉자(P)를 수용하고, 서로 연결되어 있으며, 서로 다른 탐상각도를 가지는 복수 개의 탐촉자 홀더(1)를 구비하고 있다.

상기 탐촉자 홀더(1)는 상부홀더(11)와 하부홀더(12)로 형성되어 있다(도 5 및 도 4 참조).

상기 상부홀더(11)의 상부에는 탄성부재 예컨대, 스프링(13)이 장착되어 있어, 상기 탐촉자(P)가 상기 하부홀더(12)의 저면(122)에 잘 밀착된다. 또한, 상기 상부홀더(11) 및 상기 하부홀더(12)는 탐상 중 서로 이탈되지 않도록 볼트 체결용 구멍(111,123)을 각각 4개씩 구비하고 있으며, 상기 상부홀더(11)의 상면에는 탐촉자(P)에 케이블 연결을 용이하게 하기 위한 구멍(112)이 형성되어 있다. 또한, 본 실시예에서 상기 탐촉자 홀더(1)는 예시적으로 아크릴 소재로 이루어져 있다.

상기 탐촉자 홀더(1)의 하면(121)의 경사각도는 다음과 같이 결정된다.

피탐상체(S)에 접촉하는 상기 각각의 탐촉자 홀더(1)의 하면(121)은, 스넬의 법칙을 만족하도록 형성된다. 즉, 상기 하면(121)은,

[식 1]

sin(K₁)/C₁ = sin(K₂)/C₂

를 만족시키도록 경사져 있다(도 4 참조). 여기서, K₁은 상기 하면(121)의 경사각도, C₁은 상기 탐촉자 홀더(1)에서의 음속, K₂는 상기 각각의 탐촉자 홀더(1)의 탐상각도, C₂는 상기 피탐상체(S)에서의 음속.

예컨대, 상기 탐촉자 홀더(1)의 재질이 아크릴, 상기 피탐상체(S)의 재질이 금속일 경우에 탐상각도(굴절각)를 7°로 하고자 할 때, 상기 [식 1]에 의하면, sin(K₁°)/2730m/s(아크릴에서의 빛의 속도) = sin(7˚)/5900m/s(금속에서의 빛의 속도)로 된다. 따라서, K₁의 입사각은 대략 3°14′가 되므로, 상기 탐촉자 홀더(1)의 하면(121)을 3°14′경사지도록 가공하면 탐상각도가 7°인 탐촉자 홀더를 구성할 수 있다.

마찬가지로, 탐상각도를 14°, 21°, 28°등 다른 각도로 하고자 하는 경우에는 상기 [식 1]에 따라 K₁을 계산한 후, 그 값에 따라 상기 탐촉자 홀더(1)의 하면(121)을 경사지게 가공하면 된다. 물론, 수직탐상은 상기 탐촉자 홀더(1)의 하면(121)을 평행하게 가공한 상태에서 탐상을 실시하면 된다.

도 3 및 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 상술한 바와 같은 다 탐촉자 홀더를 구비하는 본 발명에 따른 다 탐상장치는 지지단(3), 회전바(4), 고정프레임(5,6), 연결부재(7,8)를 구비한다.

상기 회전바(4)는 상기 지지단(3)에 대하여 상하로 회전가능하도록 일단이 상기 지지단(3)에 연결되어 있다. 즉, 피탐상체(S)에 상기 다 탐촉자 홀더를 접촉시킬 때는 상기 회전바(4)를 아래쪽으로 내리면 되고, 반대로 피탐상체(S)로부터 다 탐촉자 홀더를 분리시킬 때는 상기 회전바(4)를 위쪽으로 올리면 된다.

상기 고정프레임(5,6)은 상기 회전바(4)의 타단부에 각각 1개씩 연결되어 있다.

상기 고정프레임(5,6)에는 연결부재 예컨대, 브라켓(7,8)이 연결되어 있고, 상기 다 탐촉자 홀더의 양단은 상기 연결부재(7,8)에 각각 연결되어 있다. 그리고 베어링(9,10)이 상기 고정프레임(5,6)과 상기 연결부재(7,8)의 연결지점에서 상기 피탐상체(S)와 접촉하도록 장착되어 있다. 이를 통하여, 상기 피탐상체(S)의 회전시 원활하게 회전하도록 하는 등 탐상이 용이하게 되도록 하였다.

상기한 바와 같은 구성을 가진 본 발명에 의하면, 축계류 탐상시, 한번에 복수 개의 탐촉자를 장착하여 초음파 탐상 검사를 수행함으로써, 검사자가 1개의 탐촉자를 사용하여 검사를 수행하는 것에 비해 검사 시간을 대폭 단축할 수 있고, 검사자의 피로도 증가로 인한 검사 에러도 감소시킬 수 있다.

또한, 사각 탐상 중 탐촉자 홀더를 피탐상체에 안정적으로 접촉시킴으로써, 초음파를 원하는 방향으로 정확하게 입사하여 탐상 검사의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims

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축계류를 초음파 탐상하는 탐상장치에 있어서,

지지단;

상기 지지단에 상하로 회전가능하게, 일단부가 상기 지지단에 연결되어 있는 회전바;

상기 회전바의 타단부에 연결된 고정프레임; 및

상기 고정프레임에 연결부재를 통하여 양단이 연결된 다 탐촉자 홀더;

를 포함하며,

상기 다 탐촉자 홀더는,

내부에 탐촉자를 수용하고, 서로 연결되어 있으며, 서로 다른 탐상각도를 가지는 복수 개의 탐촉자 홀더를 구비하며,

피탐상체에 접촉하는 상기 각각의 탐촉자 홀더의 하면은,

K₁은 상기 하면의 경사각도, C₁은 상기 탐촉자 홀더에서의 음속, K₂는 상기 각각의 탐촉자 홀더의 탐상각도, C₂는 상기 피탐상체에서의 음속이라고 할 때, sin(K₁)/C₁ = sin(K₂)/C₂ 를 만족시키도록 경사져 있는 것

을 특징으로 하는 다 탐촉자 홀더를 구비한 다 탐상장치.
제5항에 있어서,

상기 연결부재에 장착되어 있고, 피탐상체에 접촉하는 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다 탐촉자 홀더를 구비한 다 탐상장치.